WebSocket для начинающих системных аналитиков: просто о сложном. Часть 1
Меня зовут Юля, я системный аналитик в компании EvApps. Эта статья для начинающих системных аналитиков, которые хотят понять основы WebSocket.
В своей работе мне иногда приходится сталкиваться с веб-приложениями, которые обмениваются данными в реальном времени: чаты, колл-центры, финансовые приложения. Часто за этим стоит технология WebSocket.
В этой статье, я простыми словами расскажу, что такое WebSocket, и почему вам, как начинающему системному аналитику, важно знать о них.
Немного истории: когда и зачем появились WebSocket?
В ранние годы развития веба, одним из основных протоколов передачи данных был HTTP.
Его работа строилась по принципу «запрос-ответ»: клиент запрашивает информацию, сервер отправляет запрашиваемую страницу целиком, после чего соединение закрывается.
Например, ты заходишь на сайт-визитку. Кликаешь по страницам, и каждая грузится заново.
HTTP идеален для «статического контента» (блогов, справочников).
Простой и масштабируется хорошо. Не требует постоянного соединения и экономит ресурсы.
Потом появилась технология AJAX.
Она сделал сайты живее, без полных перезагрузок.
Как это работает? Браузер отправляет запрос, а сервер присылает только нужные данные. JavaScript быстренько обновляет кусок страницы. Например, в ленте новостей подгружаются новые посты.
AJAX — это «юзабилити», страница не «мигает».
Трафик экономится — передается только то, что изменилось. Подходит для сайтов, где нужны мгновенные обновления (интернет-магазины).
Фильтруешь товары, страница не перезагружается, а товары подгружаются.
А потом появились веб-приложения, которым нужен постоянный обмен данными (онлайн-чаты, игры). Для этого HTTP и AJAX уже не подходили, так как они основаны на принципе «запрос-ответ» для которых, требуется постоянная отправка запросов от клиента, даже при отсутствии новых данных. Это создает излишнюю нагрузку на сервер и сеть, и затрудняет создание по-настоящему «реального времени».
Именно для решения этой проблемы и был разработан WebSocket. WebSocket обеспечивает постоянное соединение между клиентом и сервером. Данные передаются в обе стороны без задержек — сообщения в чате приходят сразу, а игровые действия синхронизируются в реальном времени. Появление WebSocket стало прорывом для сервисов, где важна мгновенная реакция.
HTTP — это фундамент дома: без него нельзя начать строительство.
AJAX — окна и двери: делают дом удобным для жизни.
WebSocket — электричество и водопровод: обеспечивают мгновенный доступ к ресурсам.
Почему все они не конкуренты, а партнеры?
Современные приложения часто используют все три подхода:
HTTP — для загрузки основной структуры страницы.
AJAX — для динамического обновления контента (подгрузка комментариев).
WebSocket — для мгновенных уведомлений или чата.
Каждый протокол — ответ на конкретные вызовы своего времени.
Использовать их нужно там, где они наиболее эффективны.
Вернемся к WebSocket, статья же про них)
WebSocket: зачем они вообще нужны?
Если честно, до определенного момента я считала, что HTTP вполне достаточно для всего. Впервые я с ними столкнулась при разработке платформы для колл-центра.
Информация о принятых звонках и чатах требует моментального обновления. Я поняла, что HTTP — это как отправлять почту голубями. Каждый раз, когда нужно обновить данные, нужно отправлять новый запрос. Это неэффективно и не подходит для приложений, где требуется постоянное общение.
Это было моё первое знакомство с вебсокетами.
Что такое WebSocket и как он работает?
WebSocket — это как мост между клиентом и сервером, который позволяет им обмениваться данными в реальном времени.
Все мы имеем представление, как примерно выглядит разводной мост.
Рассмотрим на его примере, как работают вебсокеты.
Пока мост разведен (соединение между клиентом и сервером не установлено), пешеходы и автомобили не могут попасть с одного берега на другой (обмен данными невозможен).
Установление соединения.
Представьте, что мост смыкается. Соединение WebSocket начинается с обычного HTTP-запроса, в который включается заголовок Upgrade, сообщающий о желании перейти на протокол Websocket. Этот процесс называется Websocket-handshake или «рукопожатие» клиента и сервера. Они как бы получают разрешение и согласовывают правила для установления постоянного, двустороннего соединения. Это как получение одобрения, перед тем, как по мосту начнут ездить машины.Обмен данными.
После успешного «рукопожатия» мост надежно соединяется, устанавливается постоянное соединение и данные могут передаваться в реальном времени в обе стороны без необходимости отправлять новый запрос. Люди и авто могут непрерывно переходить этот мост в обе стороны в любой момент.Закрытие соединения.
Когда мост разводится (соединение закрывается), пешеходы и автомобили больше не могут переходить мост.
WebSocket создаёт постоянное соединение между вашим браузером и сервером, в отличие от HTTP, который требует новый запрос для каждой операции. Это похоже на проложенный кабель между вашим компьютером и сервером, по которому данные могут передаваться в любое время без лишних запросов.
WebSocket vs HTTP: в чём разница для аналитика?
Основное отличие — это способ обмена данными.
Сравним их.
Как работает WebSocket
Рукопожатие (handshake): Сначала клиент (браузер или приложение) отправляет запрос на установку соединения через HTTP. Это «рукопожатие» говорит: «Привет, я хочу общаться через вебсокеты».
Соединение: Сервер отвечает: «Хорошо, устанавливаем канал». И все — устанавливается постоянное TCP-соединение. После успешного handshake, WebSocket переходит на собственный протокол (ws:// или wss://). И это означает, что для передачи данных HTTP больше не используется.
Обмен данными: Теперь можно обмениваться данными в обе стороны. Больше никаких лишних запросов!
Как работает HTTP:
Связь между клиентом и сервером состоит, из отдельных запросов и ответов, выполняемых внутри TCP соединений — они закрываются через некоторое время и их снова нужно открывать.
Клиент должен постоянно спрашивать, если ли новое сообщение. А сервер — тратить ресурсы на ответы «Нет».
Когда использовать WebSocket, а когда достаточно HTTP и AJAX?
HTTP хорошо подходит для статических страниц и запросов на получение данных. AJAX для не частых обновлений. А вебсокеты — это для тех случаев, когда нужна постоянная связь.
Пример из жизни
Еду домой после долгого рабочего дня. Хочется, чтобы всё было как по мановению волшебной палочки — свет включился, температура настроилась, любимая музыка заиграла. С HTTP мне бы пришлось каждый раз нажимать кнопку «обновить» в приложении, чтобы убедиться, что все мои команды выполняются. Это был бы совсем не умный дом.
А вот с WebSocket всё по-другому. Это как протянуть невидимый провод от моего телефона к каждому устройству в доме. Как только я что-то меняю в приложении, команда тут же отправляется на устройство, и результат сразу же виден. Больше никаких мучительных ожиданий!
Почему WebSocket — это круто (а где они могут создать проблемы)?
Преимущества:
Мгновенный отклик: Это самое главное. Данные передаются почти мгновенно. Это как раз то, что нужно для чатов, онлайн-игр, финансовых приложений, колл-центров.
Экономия ресурсов: Меньше лишних запросов — меньше нагрузка на сервер. Это важно, когда у вас много пользователей.
Реальная интерактивность: Пользователи получают информацию в режиме реального времени. Это делает приложения более отзывчивыми и удобными.
Недостатки:
Сложности настройки: Вебсокеты сложнее настроить по сравнению с HTTP. Особенно это касается работы с прокси-серверами.
Постоянное соединение: Может создавать нагрузку, если у вас очень много одновременных подключений. В таких случаях нужно правильно настраивать сервер.
Где сталкиваемся с вебсокетами каждый день?
Чаты и мессенджеры: Без них никуда. Мы используем вебсокеты, чтобы сделать общение более удобным.
Программы для совместной работы: Чтобы графики и диаграммы обновлялись в реальном времени
Навигаторы: Получение информации о пробках, маршрутах в реальном времени
Умный дом и IoT: Управление устройствами и получение уведомлений
Онлайн-игры: Для синхронизации игровых действий между игроками в реальном времени
Финансовые приложения и биржевые платформы: Для отображения изменений цен на акции, криптовалюты и другие активы
Колл-центры и CRM-системы: Для мгновенного обновления данных о звонках, чатах и статусах клиентов
Онлайн образование и вебинары: Для интерактивного взаимодействия между преподавателями и студентами
Системы мониторинга и аналитики
Стриминговые платформы
и этот список можно ещё продолжить)
Почему знание о WebSocket важно для системного аналитика?
Выбор технологии: Знание WebSocket позволяет аналитику обосновано выбирать технологию, учитывая её преимущества и ограничения по сравнению с другими протоколами и технологиями.
Это поможет правильно описывать требования: Знание WebSocket позволяет корректно формулировать требования к системам, где важен обмен данными в реальном времени.
Поможет анализировать производительность: Аналитику необходимо понимать как WebSocket влияют на производительность и масштабируемость систем, особенно при обработке большого количества соединений.
Так легче тестировать: Аналитик нужно уметь проверять работоспособность WebSocket, используя инструменты вроде Postman, чтобы убедиться в корректной передаче данных.
Это поможет дать оценку безопасности: Понимание особенностей безопасности WebSocket позволит аналитику оценить риски и определить необходимые меры предосторожности для защиты данных и обеспечения конфиденциальности.
Заключение: WebSocket — это мощный инструмент
WebSocket — не «серебряная пуля» и его стоит применять точечно, там, где их преимущества перевешивают затраты:
✅ Использовать, если нужна постоянная двусторонняя связь в реальном времени.
❌ Не использовать, если задача решается через HTTP/AJAX.
Теперь у вас есть общее представление о WebSocket. Но, возможно, у вас возникли вопросы: «Как именно происходит обмен данными? Как убедиться, что WebSocket-соединение безопасно? Как WebSocket влияет на производительность сервера?»
Ответы на эти и другие вопросы вы найдете во второй части статьи, где рассмотрим WebSocket с технической точки зрения и разберем практические примеры анализа трафика.
Надеюсь, эта статья будет полезна! Если есть вопросы, пишите в комментариях!
